盐生植物辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis K.)转录组测序及分析

摘要

辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis K.)是藜科（Chenopodiaceae）碱蓬属(Suaeda)一年生草本植物，具有很强的耐盐性，可大量生长于盐碱土壤中。随着土地盐碱化的加剧，植物耐盐机制研究成为目前研究的热点问题。辽宁碱蓬作为一种典型的盐生植物，是研究植物耐盐机制的好材料。
　　新一代高通量测序技术相对于传统测序方法具有成本低、周期短、准确性高等优点，并且不受物种是否存在参考基因组的限制，已广泛应用到植物转录组的研究领域中。本研究首次应用Illumina/Solexa高通量测序技术对辽宁碱蓬转录组进行测序，并对转录组数据进行分析，主要结果如下:
　　1.本次转录组测序共获得39724714条读序，每条序列为100 bp，所测总数据量为3972471400 bp。将所得的短序列用SOAPdenovo软件进行从头组装，得到44328个contigs，23923个scaffolds，最终得到17976条具较高注释可信度的unigenes。
　　2.将拼接好的转录组数据与蛋白数据库进行比对，对辽宁碱蓬转录组进行功能注释，其中比对到葡萄(Vitis vinifera)、毛果杨(Populus trichocarpa)、蓖麻(Ricinus communis)的unigenes最多，分别占unigenes总数的31.95％、17.35％、14.44％。
　　3.对辽宁碱蓬转录组unigenes进行GO，KOG功能分类，发现有大量的unigenes与结合功能、代谢过程和催化反应功能相关。通过KEGG代谢通路分析，将辽宁碱蓬转录组的unigenes注释到了264个代谢通路中，包括与植物耐盐性相关的一些重要物质的代谢途径。以上这些注释结果提供了有价值的资源，有助于研究辽宁碱蓬中一些关键物质代谢的特定过程、功能及路径，亦有助于识别与某些代谢物合成相关的新基因。
　　4.在所得的辽宁碱蓬转录组数据库中，挖掘直接与抗盐性相关的基因11条，与植物抗逆性相关的转录因子58个。对这些基因和转录因子进行相关实验可进一步深入研究辽宁碱蓬的耐盐机理。
　　5.根据辽宁碱蓬转录组数据库的数据信息，利用PCR扩增的方法获得了一段长度为543 bp的actin序列(GeneBank登录号为JX860282)，可用来作为研究辽宁碱蓬中其他基因表达特性的内参基因。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 转录组学概述

1．2 新一代高通量测序技术

1．3 高通量转录组测序

1．3．1 有参考基因组的植物转录组测序

1．3．2 无参考基因组的植物转录组测序

1．4 辽宁碱蓬

1．4．1 辽宁碱蓬的形态特征

1．4．2 碱蓬的研究价值及发展前景

1．4．3 碱蓬的耐盐机制研究

1．5 本研究的目的及意义

1．6 本研究的技术路线

2 辽宁碱蓬转录组测序

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器

2．2 实验方法

2．2．1 辽宁碱蓬总RNA样品的制备

2．2．2 测序文库的构建

2．2．3 上机测序

2．2．4 序列组装与功能注释

2．2．5 用RPKM法计算基因表达丰度

2．3 实验结果

2．3．1 RNA样品制备的质量检测

2．3．2 测序文库制备

2．3．3 序列组装及功能注释

2．3．4 转录组中各基因表达丰度(RPKM)

2．4 讨论

2．4．1 RNA样品质量

2．4．2 测序产量及组装情况

2．4．3 unigene功能注释

2．5 小结

3 辽宁碱蓬转录组数据分析

3．1 分析方法

3．1．1 unigene的GO分类

3．1．2 unigene的KOG分类

3．1．3 KEGG代谢通路分析

3．2 分析结果

3．2．1 unigene的GO分类

3．2．2 unigene的KOG分类

3．2．3 KEGG代谢通路分析

3．2．4 辽宁碱蓬转录组中的抗盐相关基因

3．3 讨论

3．4 小结

4 辽宁碱蓬SlActin基因片段的获得及序列分析

4．1 实验材料

4．1．1 实验对象

4．1．2 实验试剂

4．1．3 实验仪器

4．2 实验方法

4．2．1 RNA提取及反转录

4．2．2 引物设计及PCR扩增

4．2．3 目的片段的回收及测序

4．2．4 序列分析

4．3 实验结果

4．3．1 RNA提取及反转录

4．3．2 引物设计及PCR扩增

4．3．3 目的片段的回收及测序

4．3．4 序列分析

4．4 小结

结论

参考文献

附录A 辽宁碱蓬转录组的unigene KEGG代谢途径分类

附录B DL2000 DNA Marker

致谢